Ваш браузер устарел!

Браузер, которым вы пользуетесь для просмотра этого сайта, устарел и не соответствует современным технологическим стандартам Интернета.

Вы можете установить последнюю версию подходящего браузера, воспользовавшись ссылками ниже:


Вернуться к списку УНУ

Исследовательская ядерная установка ИБР-2

Сокращенное наименование УНУ: ИБР-2

Базовая организация: Объединенный институт ядерных исследований

Ведомственная принадлежность: Без ведомственной принадлежности

Классификационная группа УНУ:

Год создания УНУ: 1984

Размер занимаемых УНУ площадей, кв. м: 12000

Сайт УНУ: http://flnph.jinr.ru/ru/facilities/ibr-2

Заказать услуги УНУ

Контактная информация:

Местонахождение УНУ:

  • Федеральный округ: Центральный
  • Регион: Московская область
  • 141980, г. Дубна, ул. Жолио-Кюри, д. 6

Руководитель работ на УНУ:

  • Швецов Валерий Николаевич
  • +7 (496) 2165657
  • shv@nf.jinr.ru

Сведения о результативности за 2017 год (данные ежегодного мониторинга)

Участие в мониторинге: нетЧисло организаций-пользователей, ед.: 0Число публикаций, ед.: 0Загрузка в интересах внешних организаций-пользователей, %: 0.00

Информация об УНУ:

ИБР-2 - это модернизированный быстрый импульсный реактор периодического действия. Его главное отличие от других реакторов состоит в механической модуляции реактивности с помощью подвижного отражателя (ПО). Подвижный отражатель является сложной механической системой, с общей массой до 60 т, обеспечивающей надежную работу двух частей, определяющих модуляцию реактивности: основной подвижный отражатель (ОПО) и дополнительный подвижный отражатель (ДПО). Роторы ОПО и ДПО вращаются в противоположных направлениях с разными скоростями. В момент совмещения обоих отражателей у зоны реактора генерируется импульс мощности. Принципиальные характеристики модернизированного реактора ИБР-2: средняя мощность -2 МВт, частота импульсов -5 Гц, объем активной зоны – 22 литра,  тип топлива - 82.5кг PuO2, полуширина импульса - 240мкс (быстрые нейтроны) и 340мкс (тепловые нейтроны), плотность потока тепловых нейтронов с поверхности замедлителя: усредненная по времени 10^13 н/см^2/сек и максимум в импульсе 10^16 н/см^2/сек. После модернизации эксплуатационный ресурс работы модернизированного реактора ИБР-2 рассчитан на 55 000 часов. Реактор работает непрерывно в двенадцатидневном цикле и потом останавливается для подготовки следующих экспериментов. Существует также летняя, более длительная, остановка реактора для технической профилактики. Обычно реактор работает 9 циклов в году.

Главные преимущества, обоснование уникальности установки, в том числе сопоставление УНУ с существующими аналогами, многофункциональность и междисциплинарность УНУ:

Модернизированный реактор ИБР-2 ОИЯИ является единственным в мире импульсным исследовательским реактором, параметры которого соответствуют лучшим в мире нейтронным источникам, вводимым в эксплуатацию в последние годы (SNS – США, J-PARC – Япония) и единственным в России специализированным исследовательским реактором, имеющим современный комплекс нейтронных спектрометров, позволяющих решать широкий круг актуальных задач по исследованию функциональных материалов и наносистем методами нейтронографии. Импульсный поток нейтронов ИБР-2 составляет 10^16 н/см^2/с. В 2007-2010 гг. была проведена модернизация реактора ИБР-2, включающая улучшение принципиальных характеристик реактора, улучшение проектных параметров и эксплуатационной надежности реактора, а также обновление основного оборудования реактора. В 2011 г. начата работа реактора на физический эксперимент на отдельных спектрометрах модернизированного реактора ИБР-2.

Наиболее значимые научные результаты исследований (краткое описание):

1) Было проведено исследование кристаллической, магнитной структуры и колебательных спектров несобственного мультиферроика YMn2O5 с сильной магнитоэлектрической связью методами нейтронной дифракции, рентгеновской дифракции и рамановской спектроскопии в диапазоне высоких давлений 0 – 30 ГПа и температур 10 – 300 К, С повышением давления в области P > 1 ГПа наблюдалось подавление соразмерной и несоразмерной антиферромагнитных (АФМ) фаз с вектором распространения q = (~1/2, 0, ~1/4) и появление новой соразмерной АФМ фазы с вектором распространения qp = (1/2 0 1/2) .Такое поведение сильно контрастирует с другими системами RMn2O5, в которых под давлением наблюдается противоположное поведение – стабилизация соразмерной АФМ фазы с вектором распространения q = (1/2, 0, 1/4). В области более высоких давлений Р > 16 ГПа наблюдался структурный фазовый переход, сопровождающийся аномалиями в барическом поведении некоторых параметров элементарной ячейки и колебательных мод. Полученные данные позволили проанализировать роль конкурирующих магнитных взаимодействий в формировании основного магнитного состояния мультиферроиков RMn2O5. 2) С помощью дифракции нейтронов исследована эволюции кристаллической структуры катодного материала типа LiNi0.8Co0.1Al0.1O2 в процессе электрохимического циклирования с помощью дифракции нейтронов Эксперименты выполнены на дифрактометре RTD (Real-Time-Diffractometer). Составы типа LiNixCoyAl1-x-yO2, только начинают массово внедряться в производство литий-ионных аккумуляторов в качестве положительного электрода (катода) постепенно вытесняя широко распространенный кобальтат лития. Ранее подобные соединения в режиме реального времени при электрохимическом циклировании исследовались только в модельных ячейках методом рентгеновской дифракции. Дифракция нейтронов позволяет исследовать структурные изменения в материалах электродов как в специализированных электрохимических ячейках, так и непосредственно в готовых к эксплуатации изделиях. В настоящей работе изучался готовый литий-ионный аккумулятор цилиндрического типоразмера 18650. Роль отрицательного электрода в нем выполняет графит, положительным электродом является состав LiNixCoyAl1-x-yO2 с x ≈ 0.8 и y ≈ 0.1 (эти величины были уточнены при обработке полученных дифракционных данных). Кристаллическая структура LiNixCoyAl1-x-yO2 в полностью разряженном аккумуляторе соответствует пр.гр. R-3m c параметрами элементарной ячейки a = 2.8453(1) и c = 14.1878(2) Å. На основе анализа экспериментальных данных, полученных в ходе нескольких циклов заряда-разряда, выполненных с разной скоростью (С/3 и С/10, где С – полная емкость аккумулятора), показано, что процесс внедрения лития в графит происходит с последовательным образованием нескольких LiCn фаз. Образование при заряде конечной LiC6 фазы хорошо фиксируется по скачкообразному появлению дифракционного пика при d ≈ 3.67 Å. Фазового расслоения в материале катода LiNi0.8Co0.1Al0.1O2, наблюдающегося, например, в LiNi0.8Co0.15Al0.05O2, нами не обнаружено. В то же время, параметры элементарных ячеек этих двух материалов изменяются в ходе заряда аналогичным образом, причем расширение и последующее сжатие элементарной ячейки происходит анизотропно. 3) С помощью малоуглового рассеяния нейтронов обнаружены (изменения в структурной организации магнитных жидкостей на основе трансформаторного масла под действием внешнего постоянного и переменного электрического поля. Задача выполнялась в рамках прояснения эффекта повышения напряжения пробоя в жидкостных трансформаторах при добавлении в жидкий носитель наночастиц, в частности наночастиц магнетита, стабилизированных олеиновой кислотой. Показано, что при приложении постоянного электрического поля наряду с макроскопическим фазовым разделением имеет место образование агрегатов на уровне ~100 нм с сильной зависимостью от напряженности поля. При выключении электрического поля система через некоторое время (порядка нескольких часов) возвращается в исходное состояние. Для переменного электрического поля показано, что при достаточно малых частотах агрегаты также образуются, однако данный процесс прекращается при превышении некоторой критической частоты. Таким образом, в дополнение к агрегационным эффектам во внешнем магнитном поле, типичным для магнитных жидкостей, обнаружена аналогичная чувствительность к электрическому полю для магнитных жидкостей на основе диэлектрических носителей, что открывает новые потенциальные возможности регулирования свойствами данных комплексных систем с использованием внешних управляющих параметров. Работа выполнялась совместно c Институтом экспериментальной физики Словацкой академии наук (Кошице, Словакия), Физическим факультетом Киевского Национального Университета им. Тараса Шевченко (Киев, Украина) и Исследовательским центром Юлиха – Отделение нейтронных исследований (Мюнхен, Германия). 4) В последнее время наблюдается большой интерес к исследованию супрамолекулярных сокристаллов типа донор-акцептор с водородными связями, имеющих широкие перспективы в качестве функциональных материалов с полупроводниковыми и/или сегнетоэлектрическими свойствами, возникающими вследствие явлений переноса электронов и протонов. Проведено комплексное исследование кристаллической структуры и молекулярной динамики сокристалла броманилиновой кислоты : 2,6 диметипиразина (BrA : 2,6-DMP) 1:1 с помощью методов монокристальной рентгеновской дифракции, нейтронной спектроскопии (спектрометр НЕРА) и комплементарных спектроскопических методов, Для интерпретации экспериментальных результатов также было проведено теоретическое моделировани. Структурный анализ показал, что исследуемая система кристаллизуется в моноклинной структуре симметрии P21/c с четырьмя молекулярными единицами в элементарной ячейке. В ходе интермолекулярного анализа обнаружена неэквивалентность водородных связей промежуточной силы и присутствие множественных специфических межмолекулярных сил. Теоретические расчеты с использованием приближений поверхности Хиршфелда и уменьшенного градиента плотности выявили роль слабых формирующих взаимодействий и ван-дер-ваальсовых сил в стабилизации кристаллической структуры. При анализе колебательных свойств использовались методы нейтронной и оптической спектроскопии (средний, дальний и терагерцовый диапазоны). Теоретический анализ колебательных спектров производился в рамках теории DFT в полулокальном приближении с учетом полуэмпирических ван-дер-ваальсовых поправок. Несмотря на квазигармоническое приближение, получено хорошее согласие между теоретическими и экспериментальными спектрами. В частности, обнаружено сильное влияние диполь-дипольных взаимодействий дальнего порядка на инфракрасный отклик и влияние структуры на колебания с малыми волновыми числами.

Направления научных исследований, проводимых на УНУ:

  • исследование структуры и свойств новых функциональных материалов, фундаментальных закономерностей переходных процессов в конденсированных средах, атомной динамики материалов для ядерной энергетики, магнитных свойств слоистых наноструктур, структуры углерод- и кремний содержащих наноматериалов, молекулярной динамики наноматериалов, дисперсных систем и сложных жидкостей, структуры и свойств биологических мембран, текстуры  и свойств минералов, горных работ и конструкционных материалов, атмосферных выпадений на основе мхов-биомониторов.

Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899):

    Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика

Фотографии:

Состав УНУ и вспомогательное оборудование: (номенклатура — 14 ед.)

Дифрактометр для измерения деформаций и напряжения (ЭПСИЛОН-МДС)
Фирма-изготовитель:  ОИЯИ, РФ
Страна происхождения:  Россия
Год выпуска:  1997
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Измерения напряжений, деформаций и текстуры в геологических образцах. Диапазон длин волн: 0,8 -7,6 Å Диапазон межплоскостных расстояний: 0,6 - 5,3 Å2Θ диапазон: 82° ≤ 2Θ ≤ 98°

Дифрактометр для исследования микрообразцов (ДН-12)
Фирма-изготовитель:  ОИЯИ, РФ
Страна происхождения:  Россия
Год выпуска:  1994
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Исследования кристаллической и магнитной структура функциональных материалов под высоким давлением, структурных и магнитных фазовых переходов под высоким давлением; динамики водородосодержащих соединений под высоким давлением. Поток нейтронов на образце ~ 2∙106 н/см2/с. Диапазон длин волн 0.8 - 20 Å Диапазон углов рассеяния 45 - 135° Диапазон межплоскостных расстояний 0.6 – 13 Å Разрешение  Δd/d  (2θ = 90°, d = 2 Å) = 0.022, Δd/d  (2θ = 135°, d = 2 Å) = 0.012. Диапазон давлений:     - с сапфировыми наковальнями 5 – 10 GPa   - с алмазными наковальнями 7 – 15 GPa Диапазон температур 10 – 300 К

Многофункциональный нейтронный рефлектометр с горизонтальной плоскостью образца( ГРЕИНС)
Фирма-изготовитель:  ОИЯИ РФ-Венгрия-Германия
Страна происхождения:  Россия
Год выпуска:  2014
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Рефлектометр GRAINS предназначен для определения отражательной способности поверхностей и границ раздела в отношении тепловых нейтронов в различных измерениях. Исследуемая система имеет горизонтальную плоскость (вертикальная плоскость отражения). Первоначальный пучок нейтронов, поступающий от холодного замедлителя в зоне реактора, коллимируется в горизонтальной плоскости с помощью системы щелей. Для регулирования угла, под которым он падает на образец (0.5-25 мрад), используется специальное нейтронное зеркало – дефлектор. Так как отклоняющее зеркало отражает только тепловые нейтроны (длина волны > 0.05 нм), то оно выполняет также функцию отделения пучка тепловых нейтронов от быстрых нейтронов (длина волны < 0.05 нм), которые являются источником фона. После отражения от плоскости образца рассеянный пучок попадает на позиционно-чувствительный детектор большой площади. Позиционная чувствительность дает возможность анализа рассеянного пучка по двум направлениям (в вертикальной и горизонтальной плоскостях) и таким образом определяет реализацию так называемой полной 3-х мерной рефлектометрии: 1) Анализ полного зеркального отражения (измерение зависимости отражательной способности системы в точке максимума, как функции модуля переданного импульса); 2) Анализ незеркального отражения (измерение диффузного рассеяния в вертикальной плоскости как функции вектора переданного импульса); 3) Анализ малоуглового рассеяния под скользящими углами (GISANS) (измерение диффузного рассеяния в горизонтальной плоскости как функции вектора переданного импульса).

Многофункциональный нейтронный спектрометр (ДН-2)
Фирма-изготовитель:  ОИЯИ РФ
Страна происхождения:  Россия
Год выпуска:  1997
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: На нейтронном времяпролетном дифрактометре ДН-2 проводится исследования свойств конденсированных сред во многих направлениях, в их числе: 1. Исследование кристаллической структуры. 2. Исследование магнитной структуры. 3. Исследование фазовых переходов. 4. Эксперименты в реальном времени:     а) кинетика твердофазных реакций,     b) процессы кристаллизации,     с) кинетика процессов гидратации – дегидратации,     d) фазовые переходы в кристалла и модельных мембранах,     e) изучение химических реакций. 5. Диффузное рассеяние в дефектных кристаллах. 6. Изучение доменной структуры. 7. Регистрация сверхструктурных рефлексов малой интенсивности (~0.1 – 0.01% от интенсивности основных пиков) в модулированных структурах. 8. Низкоразмерные структуры с большой элементарной ячейкой. 9. Несоразмерные структуры.

Рефлектометр с поляризованными нейтронами ( РЕФЛЕКС)
Фирма-изготовитель:  ОИЯИ РФ
Страна происхождения:  Россия
Год выпуска:  1997
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Рефлектометр РЕФЛЕКС-П является многофункциональным спектрометром, предназначенным для исследований свойств поверхности и тонких пленок толщиной до нескольких тысяч ангстрем. Имея источником тепловых нейтронов торцевую часть замедлителя, спектрометр несколько проигрывает в интенсивности падающего на образец пучка, обладая при этом рекордным значением углового разрешения. Поэтому, наиболее приемлемыми задачами для данной установки являются нейтронно-оптические исследования ядерной и магнитной структур поверхности, так как благодаря высокому угловому разрешению, возможно можно измерение детальных особенностей в поведении кривой зеркального отражения в широком спектральном интервале. Однокоординатный позиционно-чувствительный детектор позволяет проводить изучение диффузного рассеяния.

Спектрометр малоуглового рассеяния (ЮМО)
Фирма-изготовитель:  ОИЯИ, РФ
Страна происхождения:  Россия
Год выпуска:  1988
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Исследование микроскопических структурных характеристик жидкостей, биологичесикх мембран, полимеров методом малоуглового рассеяния нейтронов. Диапазон длин волн: 0.5 - 6 Å Диапазон передачи момента q 0.007-0.7 Å -1Разрешение (при q=0.007 Å -1) Δq/q =0.18 Диапазон температур 10-500 К

Спектрометр неупругого рассеяния нейтронов (ДИН-2ПИ)
Фирма-изготовитель:  ОИЯИ, РФ
Страна происхождения:  Россия
Год выпуска:  1995
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Особенностью спектрометра является уникально низкий уровень фона, определяемый как импульсным характером работы реактора, так и применением системы специальных вращающихся коллиматоров для подавления фона. Традиционными направлениями экспериментальных работ, проводимых и развиваемых на спектрометре, являются: 1. Исследования жидких металлов (Na, Ga, Pb, K, Li) и жидкометаллических систем с примесями (расплавы K-O, Pb-K, Na-Pb, Li-H). 2. Исследования водных ионных и гидрофобных растворов, в том числе водных дисперсий углеродных частиц (фуллерены, шунгит, сажи). 3. Исследования квантовых жидкостей как в «объемном» состоянии, так и в условиях ограниченной геометрии и пленок 4Не атомарной толщины. 4. Исследования многокомпонентных кристаллических и аморфных систем, включающих твердые растворы, оксиды и гидриды металлов, суперионные проводники и тройные примесные системы.

Спектрометр обратной геометрии для одновременного исследования структуры и динамики образцов (НЕРА)
Фирма-изготовитель:  РФ
Страна происхождения:  Россия
Год выпуска:  1997
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: НЕРА представляет собой времяпролетный спектрометр обратной геометрии, предназначенный для решения широкого круга задач. Он был разработан для исследования неупругого и квазиупругого рассеяния нейтронов с одновременным контролем фазового состояния образца с помощью нейтронной дифракции. Таким образом, работа на нем позволяет одновременно изучать динамику и структуру конденсированного состояния, в частности, вещества, обладающие полиморфизмом. Это особенно удобно в том случае, когда в процессе фазового перехода изменение структуры сопровождается решеточно-динамическими эффектами или изменением характера стохастических движений молекул и молекулярных групп.

Спектрометр поляризованных нейтронов (РЕМУР)
Фирма-изготовитель:  ОИЯИ, РФ
Страна происхождения:  Россия
Год выпуска:  1995
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Исследование особенностей строения и магинтных свойств тонких пленок и других наноструктур методом нейтронной рефлектометрии Диапазон длин волн: 0.8 - 12 ÅУглы падения нейтронного пучка  0.001-0.01 рад. Диапазон температур 5-300 К

Текстурный дифрактометр (СКАТ)
Фирма-изготовитель:  ОИЯИ, РФ
Страна происхождения:  Россия
Год выпуска:  1999
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Измерения напряжений, деформаций и текстуры в геологических образцах. Диапазон длин волн: до 7 Å Диапазон межплоскостных расстояний: до 5 ÅСпектральное разрешение: Δd/d (d = 2.5 Å): 5·10-3 (18' коллимация) Δd/d (d = 2.5 Å): 7·10-3 (45' коллимация) Максимальный объём образца: 50 см3

Установка РЕГАТА
Фирма-изготовитель:  РФ
Страна происхождения:  Россия
Год выпуска:  1987
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Установка РЕГАТА предназначена для проведения нейтронного активационного анализа. Нейтронный активационный анализ — ядерно–физический метод определения состава вещества, основанный на активации атомных ядер с помощью нейтронов и исследовании радиоактивного излучения, возникающего вследствие возбуждения атомных ядер.

Фурье дифрактометр высокого разрешения (ФДВР)
Фирма-изготовитель:  ОИЯИ, РФ
Страна происхождения:  Россия
Год выпуска:  1992
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Прецизионные исследования характеристик атомной структуры материалов с высоким разрешением методом нейтронной Фурье-дифрактометрии Диапазон длин волн: 0.6 - 6 Å Углы рассеяния 60-156°Диапазон температур 7-750 К Максимальное разрешение Δd/d = 0.0007

Фурье-стресс-дифрактометр (ФСД)
Фирма-изготовитель:  ОИЯИ, РФ
Страна происхождения:  Россия
Год выпуска:  1987
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Исследование внутренних напряжений с помощью дифракции тепловых нейтронов

Экспериментальная станция нейтронной радиографии и томографии (НРТ)
Фирма-изготовитель:  ОИЯИ
Страна происхождения:  Россия
Год выпуска:  2014
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Экспериментальная станция НРТ предназначена для получения нейтронных изображений и трехмерных томографических данных крупных (до 20 см) объектов различного научного направления. За счет разной степени ослабления интенсивности нейтронного пучка при прохождении через материалы различного химического состава, плотности и толщины компонентов изучаемого образца нейтронные изображения содержат информацию о внутреннем строении исследуемых материалов с пространственным разрешением на микронном уровне. В методе нейтронной томографии выполняется объемная реконструкция внутреннего строения исследуемого объекта из набора отдельных радиографических проекций, полученных при различных угловых положениях образца относительно направления нейтронного пучка. Размер одного пикселя нейтронного радиографического изображения составляет 52х52 мкм, а пространственное разрешение изображений, регистрируемых при размере нейтронного пучка 2020 см -  214 мкм. Технические параметры созданной установки позволяют успешно проводить научные эксперименты по анализу внутреннего строения технологических, инженерных, палеонтологических, астрофизических, геофизических и др. объектов.

Услуги УНУ: (номенклатура — 6 ед.)

Для подачи заявки на оказание услуги щелкните по ее наименованию

Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899):  Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика

Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899):  Индустрия наносистем

Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899):  Индустрия наносистем

Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899):  Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика

Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899):  Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика

Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899):  Индустрия наносистем

Методики измерений, применяемые на УНУ: (номенклатура — 9 ед.)

Методика вариации контраста
Методика уникальна:  нет

Методика дифракции нейтронов

Методика малоуглового рассеяния нейтронов

Методика нейтронной дифрактометрии остаточных напряжений

Методика нейтронной радиографии и томографии
Методика уникальна:  нет

Методика неупругого рассеяния нейтронов

Методика рефлектометрии нейтронов

Методика текстурного анализа

Методика нейтронного активационного анализа
Методика уникальна:  нет

Вернуться к списку УНУ

 

Для просмотра сайта поверните экран